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计算化学与材料软件目录

按名称、方法或关键词搜索,按用途筛选,或用 A–Z 浏览。软件名称保持其官方写法;许可证和可用功能应以所链接版本的官方文档为准。

共 57 款软件

ABACUS

周期电子结构

同时支持平面波与数值原子轨道基组的 DFT 软件,提供结构优化、分子动力学及机器学习辅助材料方法接口。

以 LGPL-3.0 开源;数据集和依赖项可能另有条款。

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ABINIT

周期电子结构

面向周期体系的电子结构软件,涵盖平面波基态计算、密度泛函微扰理论及多体激发态方法。

提供开源发行版;使用时核对官方版本许可证及外部库条款。

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ADF

分子量子化学

AMS 中的分子 DFT 引擎,采用 Slater 型轨道,提供相对论计算、光谱及详细化学成键分析。

属于 SCM 许可的 AMS 引擎;使用权取决于购买或试用授权涵盖的模块。

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AiiDA

工作流基础设施

基于 Python 的工作流基础设施,可提交计算、记录输入输出溯源,并跨模拟软件组织可复现研究。

核心采用 MIT 许可证;外部引擎与插件可能使用其他许可证。

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Amsterdam Modeling Suite

工作流基础设施

集成建模套件,其 AMS Driver 在电子结构与力场引擎间协调几何、动力学及性质计算工作流。

采用 SCM 商业许可;需确认授权涵盖的引擎、模块及计算资源。

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ASE

工作流基础设施

原子模拟环境提供 Python 对象及算法,用于构建结构、连接计算器、优化几何结构和分析原子模拟。

采用 GNU LGPL;连接专有引擎时需另行取得相应使用许可。

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Avogadro

可视化与编辑

交互式分子编辑与可视化软件,可搭建几何结构、准备计算输入,并查看结构及电子结构计算结果。

Avogadro 2 以 BSD 三条款许可证免费开源;插件条款需单独核对。

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BAGEL

分子量子化学

并行电子结构程序库,提供多组态波函数、微扰理论、核梯度及相对论方法。

以 GNU GPL 发布;需检查所选源码版本与依赖项许可证。

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BAND

周期电子结构

AMS 中采用原子轨道的周期 DFT 引擎,支持体相、表面及线状体系,并提供全电子、相对论处理与化学分析。

SCM 商业引擎;需确认 AMS 许可证包含 BAND。

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BigDFT

周期电子结构

采用小波基组的 DFT 程序,提供常规与线性标度方法、灵活边界条件及 Python 驱动流程。

开源软件;需核对所选 BigDFT 套件组件与依赖项许可证。

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CASINO

蒙特卡洛

用于原子、分子及扩展体系关联电子结构计算的量子蒙特卡洛程序,采用随机波函数方法。

通过官方申请表获取;标准版与开发版不同。需确认当前使用及再分发条款。

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CASTEP

周期电子结构

面向周期材料的平面波 DFT 软件,结合结构、电子性质、振动及光谱性质计算。

全球学术研究组可申请免费的源代码许可,须经审核并遵守条款;商业使用通过 BIOVIA Materials Studio 获取。

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CFOUR

分子量子化学

以耦合簇方法、解析导数与高精度光谱性质为核心的分子量子化学套件。

非商业用途签署许可协议后可免费使用,并非不受限制的开源授权。

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COLUMBUS

分子量子化学

多参考电子结构套件,提供 MCSCF、MR-CISD、MR-ACPF 与 MR-AQCC,以及梯度和部分非绝热耦合。

以 LGPL 开源;官方通过 GitLab 提供源码与二进制发行版。

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CONQUEST

周期电子结构

大型 DFT 程序,支持对角化与线性标度计算、可调精度及并行运行。

以 MIT 许可证开源。

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CP2K

周期电子结构

结合高斯函数与平面波表示的原子模拟软件,支持 DFT、分子动力学、经典力场和多尺度建模。

以 GPL 免费提供;项目不承诺担保或直接技术支持。

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CREST

工作流基础设施

起源于 xTB 驱动程序的构象与旋转异构体系综采样工具,提供构象探索、热化学及溶剂化流程。

以 GNU LGPL 发布;所连接计算引擎保留各自许可条款。

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CRYSTAL

周期电子结构

固态电子结构软件,采用局域高斯基函数进行 Hartree–Fock、DFT 及杂化泛函计算。

通过 CRYSTAL Solutions 提供付费专有许可;平台与大规模并行扩展依赖具体授权。

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Dalton

分子量子化学

侧重分子性质与响应理论的量子化学程序,提供 HF、DFT、多组态及关联方法。

以 LGPL 开源;需核对所用发行版及外部库许可证。

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DeePMD-kit

机器学习势

从参考数据训练并部署 Deep Potential 原子间势,将机器学习能量和力预测连接到原子模拟引擎。

代码采用 LGPL-3.0-or-later;预训练模型与训练数据条款需另行核对。

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DFTB+

紧束缚与半经验

采用近似密度泛函紧束缚方法的量子原子模拟引擎,可独立运行或作为库嵌入其他程序。

软件采用 GNU LGPL;参数集可能有独立许可及引用要求。

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DIRAC

分子量子化学

相对论原子与分子电子结构软件,采用二分量和四分量方法处理重元素效应及分子性质。

自 DIRAC22 起以 LGPL-2.1-only 开源;附带组件条款需另查。

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Elk

周期电子结构

全电子全势 LAPW 程序,用于电子结构计算及可扩展的固态方法开发。

以 GPL-3.0-or-later 开源。

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exciting

周期电子结构

全势全电子 LAPW 软件,尤其侧重材料电子激发及理论光谱。

通过官方项目获取代码,并核对所选发行版及附带库的许可证。

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FHI-aims

周期电子结构

采用数值原子中心轨道的全电子电子结构软件,面向分子、表面及固体,涵盖 DFT 与多体方法。

学术及工业许可由非营利组织 MS1P 提供;需确认适用的获取与费用条款。

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FLEUR

周期电子结构

全电子 FLAPW 材料计算程序,提供能带、薄膜、非共线磁性及自旋–轨道物理工具。

以 MIT 许可证开源;配套程序条款需单独核对。

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GAMESS (US)

分子量子化学

爱荷华州立大学 GAMESS 提供分子电子结构方法,覆盖 Hartree–Fock、DFT、多组态及关联波函数。

学术及工业用户可注册获取免费许可,但有再分发限制;提供源码并不等于开源许可。

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Gaussian

分子量子化学

采用许可授权的电子结构软件,用于分子能量、结构、振动及相关量子化学性质计算。

采用专有付费许可;能获得源码不等于开源。GaussView 与 Linda 可能需要单独许可。

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GPAW

周期电子结构

面向 Python 的 PAW 电子结构软件,支持平面波、实空间有限差分及原子轨道表示,并与 ASE 集成。

采用 GPL 第三版或更新版本;PAW 数据集及依赖项也需核对。

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GROMACS

分子动力学

经典分子模拟工具包,提供体系准备、轨迹、分析及自由能计算流程相关工具。

以 LGPL-2.1 开源;力场及辅助工具条款需单独核对。

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JDFTx

周期电子结构

平面波 DFT 程序,将电子结构与流体及连续介质溶剂化模型结合,支持恒电势电化学计算。

以 GPL 第三版或更新版本开源。

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LAMMPS

分子动力学

模块化粒子模拟引擎,提供多类经典相互作用模型、材料模拟方法及大规模模拟可选模块。

采用 GPL 开源许可;可选依赖和势函数文件可能另有条款。

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MACE

机器学习势

等变机器学习原子间势框架,支持模型训练,以及预训练分子或材料力场的使用。

代码采用 MIT 许可;模型权重另有许可证,包括 MIT 与 ASL 等,须逐个核对。

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Molpro

分子量子化学

侧重关联波函数方法的分子电子结构软件,涵盖耦合簇及多参考方法。

由 Molpro 提供许可令牌及付费许可选项;试用须遵守现行条款。

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MOPAC (OpenMOPAC)

紧束缚与半经验

MOPAC 的现代开源延续版本,提供分子与材料的半经验分子轨道计算。

现代 OpenMOPAC 采用 Apache-2.0 许可,由 MolSSI 维护;旧商业版 MOPAC 许可说明不适用于此发行版。

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MRCC

分子量子化学

量子化学套件,提供高阶耦合簇与 CI 方法、DFT 以及用于高精度分子能量的局域关联方法。

学术注册免费,需机构邮箱及签署的许可协议;其他用途需与开发者确认。

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NWChem

分子量子化学

高性能计算化学软件套件,涵盖分子与周期电子结构、经典模拟及量子/经典混合模型。

以教育社区许可证 2.0(ECL-2.0)开源。

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Octopus

周期电子结构

实空间电子结构程序,侧重分子与材料的含时 DFT、响应计算及电子动力学。

采用 GPL 第三版;附带外部库存在单独的许可例外。

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OpenMM

分子动力学

可编程分子模拟工具包,支持面向 GPU 的计算、Python 工作流及可扩展的力和积分算法。

免费开源;不同组件采用不同许可证,主要为 MIT 与 LGPL。

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OpenMolcas

分子量子化学

侧重多组态电子结构、激发态、自旋轨道效应与光谱的开源量子化学软件套件。

开源,主要以源码形式发布;需核对所选构建及外部组件的许可文件。

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ORCA

分子量子化学

分子量子化学软件,结合 DFT、单参考及多参考关联方法、光谱与分子反应路径工具。

符合条件的学术及个人使用免费;商业许可由 FACCTs 提供,并非不受限制的开源许可。

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OVITO

可视化与编辑

粒子数据可视化与分析工具,采用流水线处理原子轨迹、结构分类及微观组织分析。

Basic 与 Python 包提供免费开源功能;Pro 附加功能需要许可证。

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Phonopy

科学分析

用于谐振与准谐近似计算的声子分析软件,提供色散、态密度及振动热力学性质。

采用 New BSD 开源许可;外部力计算器保留各自条款。

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Psi4

分子量子化学

具有 C++ 核心及 Python 驱动的开源分子量子化学引擎,涵盖 DFT、关联方法和 SAPT 相互作用分析。

采用 LGPL-3.0;项目明确鼓励教育、科研及工业使用。

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PySCF

分子量子化学

模块化 Python 电子结构库,覆盖分子与周期固体,适用于组合式计算及方法开发。

核心采用 Apache-2.0;扩展及数值依赖可能采用其他许可证。

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Q-Chem

分子量子化学

分子电子结构套件,涵盖 DFT、关联波函数方法、激发态、溶剂化及化学反应计算。

采用商业许可,提供年度、永久及维护方案;需要供应商签发的许可证文件。

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QMCPACK

蒙特卡洛

高性能量子蒙特卡洛套件,提供实空间随机波函数方法及辅助场 QMC,用于关联电子体系。

以 UIUC/NCSA 许可证开源;所连接的轨道生成软件另有条款。

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Quantum ESPRESSO

周期电子结构

基于密度泛函理论、平面波及赝势的开源电子结构与纳米材料模拟套件。

开源套件;须遵守各发行组件及赝势数据集的许可证。

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RASPA3

蒙特卡洛

侧重流体及纳米多孔材料吸附蒙特卡洛采样的经典模拟软件,支持多种统计系综。

官方仓库公开源码并提供 MIT 风格许可证;需核对发行版许可证及附带数据。

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SIESTA

周期电子结构

采用局域数值原子轨道和赝势的电子结构与原子模拟软件,可用于分子及扩展材料。

当前 SIESTA 采用 GPL-3.0-only;旧版仅限学术使用的许可说明不适用于当前版本。

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TURBOMOLE

分子量子化学

高斯基组电子结构套件,结合高效 DFT、关联波函数、激发态、光谱与周期计算。

采用商业许可,提供学术及工业许可,并有受相应条款约束的独立免费教育选项。

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VASP

周期电子结构

采用许可授权的材料平面波电子结构软件,支持 DFT、结构弛豫、分子动力学及部分超越 DFT 的方法。

使用需要 VASP 许可证;代码及数据集须按条款通过授权途径获取。

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VeloxChem

分子量子化学

由 Python 驱动的电子结构程序,面向并行计算平台上的 DFT 分子性质与响应理论光谱模拟。

主体采用 BSD-3-Clause;第三方组件保留各自版权及许可说明。

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VESTA

可视化与编辑

用于晶体结构、电子密度等体数据及晶体形貌的桌面可视化软件,支持等值面及结构叠加。

官方注明对非商业用户免费;商业用途需确认许可。

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WIEN2k

周期电子结构

采用全电子、全势缀加平面波方法的固体电子结构与性质计算软件。

需要注册并取得 WIEN2k 许可;当前条款与费用请查阅官方订购页面。

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xTB

紧束缚与半经验

半经验扩展紧束缚程序,实现 GFN 系列方法,用于低成本几何结构、频率及分子筛选工作流。

采用 LGPL 第三版或更新版本;相关工具属于独立项目,条款需另查。

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Yambo

周期电子结构

用于材料激发态性质的多体电子结构程序,涵盖 GW、Bethe–Salpeter 及非平衡格林函数方法。

以 GPL 开源;上游 DFT 程序及其数据集具有独立条款。

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打开软件简介,比较适用任务、使用边界和官方资料,再选择适合研究问题的工具。